4D-Tulostus: Odota hetki, sanoitko 4D-tulostus?

By Fouad Sabry

Mitä 4D-tulostus on

3D-tulostusta, eräänlaista lisäainevalmistusta, pidetään yhtenä modernin valmistuksen häiritsevimmistä keksinnöistä. Se on muuttanut perusteellisesti komponenttien ja laitteiden valmistustapoja sekä niiden suunnittelua ja kehitystä alalla. 3D-tulostuksen avulla valmistajat ja tutkijat voivat luoda hienostuneita muotoja ja rakenteita, joita aiemmin luultiin mahdottomaksi luoda perinteisillä tuotantomenetelmillä. Kolmen edellisen vuosikymmenen aikana 3D-tulostustekniikka on kokenut jatkuvia läpimurtoja ja muuttunut dramaattisesti. 3D-tulostus ei vielä sovellu massatuotantoon, vaikka se pystyy luomaan hienostuneita, biovaikutteisia, useista materiaaleista koostuvia malleja.

Neljännen ulottuvuuden lisääminen 3D-tulostustekniikkaan tunnetaan nimellä "4D-tulostus". Tämän uuden ulottuvuuden ansiosta 3D-tulostetut asiat voivat muuttaa muotoaan riippumatta ympäristön ärsykkeistä, kuten valosta, lämmöstä, sähköstä, magneettikentästä ja niin edelleen. Painetut tuotteet muuttavat muotoaan dynaamisesti olosuhteiden tarpeiden ja vaatimusten mukaan ottamalla mukaan aikaulottuvuuden ilman sähkömekaanisia tai liikkuvia osia. 3D-tulostettujen esineiden kyky muuttaa muotoaan ajan myötä reaktiona tiettyihin ärsykkeisiin perustuu materiaalin kykyyn muuttua ajan myötä vasteena tiettyihin ärsykkeisiin, eikä se vaadi ihmisen vuorovaikutusta prosessin helpottamiseksi.

Joustavien tuotteiden kasvava kysyntä erilaisissa sovelluksissa, kuten itsetaittuvissa pakkauksissa ja mukautuvissa tuuliturbiineissa, on vauhdittanut 4D-tulostuksen nousua.

Miten hyödyt siitä

(I) Näkemyksiä ja vahvistuksia seuraavista aiheista:

Luku 1: 4D-tulostus
Luku 2: Neliulotteinen tuote
Luku 3: Responsiivinen arkkitehtuuri
Luku 4: Responsiivinen tietokoneavusteinen suunnittelu
Luku 5: 3D-tulostus< br />Luku 6: 3D-mallinnus
Luku 7: 3D-skannaus
Luku 8: 3D-tulostusmarkkinat
Luku 9: 3D-biotulostus
Luku 10: 3D-ruokatulostus
Luku 11: 3D-valmistusmuoto
Luku 12: 3D-tulostusnopeus
Luku 13: 3D-järjestelmät

(II) Vastaaminen yleisimpiin 4D-tulostusta koskeviin kysymyksiin.
(III) Esimerkkejä todellisesta maailmasta 4D-tulostuksen käytöstä monilla aloilla.
(IV) 17 liitettä selittämään lyhyesti, 266 nouseva teknologia kullakin alalla, jotta sinulla on 360 asteen täysi ymmärrys 4D-tulostustekniikoista.

Kenelle tämä kirja on tarkoitettu

Ammattilaiset, perustutkinto- ja jatko-opiskelijat, harrastajat, harrastajat ja ne, jotka haluavat ylittää perustiedot tai -tiedot kaikenlaisessa 4D-tulostuksessa.

• Language: Suomi
• Publisher: Miljardi Osaava [Finnish]
• Release date: Nov 11, 2021
• ISBN: 6610000317363

Book preview

Sanoitko 4D-tulostus?

3D-tulostusta, eräänlaista lisäainevalmistusta, pidetään yhtenä nykyaikaisen valmistuksen häiritsevimmistä keksinnöistä. Se on muuttanut perusteellisesti komponenttien ja laitteiden valmistustapoa sekä niiden suunnittelua ja kehittämistä alalla. 3D-tulostuksen avulla valmistajat ja tutkijat voivat luoda kehittyneitä muotoja ja rakenteita, joita aiemmin luultiin mahdottomaksi luoda perinteisillä tuotantomenetelmillä. Kolmen viime vuosikymmenen aikana 3D-tulostustekniikassa on tapahtunut jatkuvia läpimurtoja ja se on muuttunut dramaattisesti. Huolimatta kyvystään tuottaa kehittyneitä, biohenkisiä, monimateriaalisia malleja, 3D-tulostus ei vielä sovellu massatuotantoon.

Neljännen ulottuvuuden lisäys 3D-tulostustekniikkaan tunnetaan nimellä 4D Printing. Tämän uuden ulottuvuuden avulla 3D-tulostettavat asiat voivat muuttaa muotoaan riippumatta ympäristöärsykkeistä, kuten valosta, lämmöstä, sähköstä, magneettikentästä ja niin edelleen. Painetut kohteet muuttavat muotoa dynaamisesti olosuhteiden tarpeiden ja vaatimusten mukaan sisällyttämällä siihen ajan mitan ilman sähkömekaanisia tai liikkuvia osia. 3D-tulostetun aineen kyky muuttaa muotoaan ajan myötä reaktiona tiettyihin ärsykkeisiin perustuu materiaalin kykyyn muuttua ajan myötä vastauksena tiettyihin ärsykkeisiin, eikä se vaadi ihmisen vuorovaikutusta prosessin helpottamiseksi.

Joustavien tuotteiden kasvava kysyntä erilaisissa sovelluksissa, kuten itsetaitettavissa pakkauksissa ja mukautuvissa tuuliturbiineissa, on vauhdittanut 4D-tulostuksen kasvua.

Fouad Sabry on entinen Etelä-Euroopan, Lähi-idän ja Afrikan hewlett Packardin (HP) sovellusten liiketoiminnan kehittämisen aluejohtaja. Fouad on saanut atk-järjestelmien ja automaattisen ohjatuksen kandidaatin (B.Sc.), kaksoistutkintonsa, (1) kauppatieteiden maisterin (MBA) ja (2) tietotekniikan maisterin (MMIT) Melbournen yliopistosta (MoU) Australiasta. Fouadilla on yli 25 vuoden kokemus tieto- ja viestintätekniikasta (ICT), joka työskentelee paikallisissa, alueellisissa ja kansainvälisissä yrityksissä, kuten Vodafonessa ja International Business Machinesissa (IBM). Tällä hetkellä Fouad on yrittäjä, kirjailija, futuristi, keskittynyt Emerging Technologiesiin ja Industry Solutionsiin sekä One Billion Knowledgeable (1BK) -yhteisön perustaja.

4D-tulostus

Muut kirjailijan kirjat

1 – Älykkäät koneet

2 – Aivotietokoneen käyttöliittymä

3 – Parven älykkyys

4 – Autonomiset ajoneuvot

5 - Autonomiset droonit

6 – Autonominen robotiikka

7 – Autonomiset aseet

8 – Maatalouden robotiikka

9 – Suljetut ekologiset järjestelmät

10 – Viljelty liha

11 – Vertikaalinen maatalous

12 – Plasma propulsio

13 – Pulssiräjähdysmoottori

14. maaliskuuta – Arcology

15 – 4D-tulostus

Kirjailijan sarja

Tietotekniikan uudet teknologiat

1 – Älykkäät koneet

Neurotieteen kehittyvät teknologiat

1 – Aivotietokoneen käyttöliittymä

Robotiikan kehittyvät teknologiat

1 – Parven älykkyys

Kehittyvät teknologiat autonomisissa asioissa

1 – Autonomiset ajoneuvot

2 - Autonomiset droonit

3 – Autonominen robotiikka

4 – Autonomiset aseet

Maatalouden kehittyvät teknologiat

1 – Maatalouden robotiikka

2 – Suljetut ekologiset järjestelmät

3 – Viljelty liha

4 – Vertikaalinen maatalous

Kehittyvät teknologiat avaruudessa

1 – Plasman työntövoima

2 – Pulssin räjäytysmoottori

Rakentamisen kehittyvät teknologiat

1 – Arcology (Arcology)

2 – 4D-tulostus

Miljardi asiantuntevaa

4D-tulostus

Sanoitko 4D-tulostus?

Fouad Sabry

Tekijänoikeus

4D Printing Copyright © 2021- tekijä Fouad Sabry. Kaikki oikeudet pidätetään.

Kaikki oikeudet pidätetään. Mitään tämän kirjan osaa ei saa jäljentää missään muodossa tai millään sähköisellä tai mekaanisella tavalla, mukaan lukien tietojen tallennus- ja hakujärjestelmät, ilman tekijän kirjallisella luvalla. Ainoa poikkeus on arvioija, joka voi siteerata lyhyitä otteita katsauksessa.

Kannen on suunnitellut Fouad Sabry.

Tämä kirja on fiktiota. Nimet, merkit, paikat ja tapahtumat ovat joko tekijän mielikuvituksen tuotteita tai niitä käytetään kuvitteellisesti. Kaikki rinnastuminen todellisiin henkilöihin, elämiin tai kuolleisiin, tapahtumiin tai loisiin on täysin sattumaa.

Bonus

Voit lähettää sähköpostia [e-mail] aiherivillä 4D-tulostus: Odota toinen, sanoitko 4D-tulostus?, ja saat sähköpostiviestin, joka sisältää tämän kirjan muutamat ensimmäiset luvut.

Fouad Sabry

Vieraile 1BK:n verkkosivuilla osoitteessa

www.1BKOfficial.org

Johdanto

Miksi kirjoitin tämän kirjan?

Tämän kirjan kirjoittaminen alkoi vuonna 1989, kun opiskelin jatko-opiskelijoiden yläasteella.

Se on huomattavan samanlainen kuin STEM-koulut (luonnontiede, teknologia, insinööritiede ja matematiikka), joita on nyt saatavilla monissa kehittyneissä maissa.

STEM on opetussuunnitelma, joka perustuu ajatukseen kouluttaa opiskelijoita neljällä erityisalalla – luonnontieteissä, teknologiassa, insinööritieteissä ja matematiikassa – poikkitieteellisen ja sovelletussa lähestymistavassa. Tätä termiä käytetään tyypillisesti koulutuspolitiikan tai opetussuunnitelman valintaan kouluissa. Sillä on vaikutuksia työvoiman kehittämiseen, kansalliseen turvallisuuteen liittyviin huolenaiheisiin ja maahanmuuttopolitiikkaan.

Kirjastossa oli viikkotunti, jossa jokainen oppilas voi vapaasti valita minkä tahansa kirjan ja lukea tunnin ajan. Luokan tavoitteena on kannustaa oppilaita lukemaan muitakin aiheita kuin opetussuunnitelmaa.

Kirjastossa hyllyjen kirjoja katsellessani huomasin valtavia kirjoja, yhteensä 5 000 sivua 5 osassa. Kirjojen nimi on Tekniikan tietosanakirja, joka kuvaa kaikkea ympärillämme, from absoluuttinen nolla puolijohteille, lähes jokainen tekniikka, tuolloin, selitettiin värikkäillä kuvitilla ja yksinkertaisilla sanoilla. Aloin lukea tietosanakirjaa, enkä tietenkään saanut sitä valmiiksi tunnin viikkotunnilla.

Suostuttelin isäni ostamaan tietosanakirjan. Isäni osti minulle kaikki teknologiatyökalut elämäni alussa, ensimmäisen tietokoneen ja ensimmäisen teknologian tietosanakirjan, ja molemmilla on suuri vaikutus minuun ja uraani.

Olen saanut koko tietosanakirjan valmiiksi samalla tämän vuoden kesälomalla, ja sitten aloin nähdä, miten maailmankaikkeus toimii ja miten sitä tietoa sovelletaan arjen ongelmiin.

Intohimoni teknologiaan alkoi jo yli 30 vuotta sitten ja silti matka jatkuu.

Tämä kirja on osa Kehittyvien teknologioiden tietosanakirjaa, joka on yritykseni antaa lukijoille sama hämmästyttävä kokemus, joka minulla oli lukiossa, mutta 1900-luvun teknologioiden sijaan olen kiinnostuneempi 2000-luvun kehittyvistä teknologioista, sovelluksista jateollisuuden ratkaisuista.

Kehittyvien teknologioiden tietosanakirja koostuu 365 kirjasta, joista jokainen kirja keskittyy yhteen nousevaan teknologiaan. Voit lukea luettelon uusista teknologioista ja niiden luokittelusta teollisuuden mukaan kirjan lopussa olevasta Coming Soon -osasta.

365 kirjaa, jotka antavat lukijoille mahdollisuuden lisätä tietämystään yhdestä nousevasta teknologiasta joka päivä yhden vuoden aikana.

Johdanto

Miten kirjoitin tämän kirjan?

Jokaisessa kirjassa Kehittyvien teknologioiden tietosanakirja yritän saada välittömiä, raakoja hakuoivalluksia, suoraan ihmisten mielistä, yrittäen vastata heidän kysymyksiinsä nousevasta teknologiasta.

Google-hakuja on 3 miljardia joka päivä, ja 20% niistä ei ole koskaan ennen nähty. Ne ovat kuin suora linja ihmisten ajatuksiin.

Joskus se on Miten poistan paperitukon. Toisinaan se on vääntyvät pelot ja salaiset himoitsemajat, joita he uskaltaisivat jakaa vain Googlen kanssa.

Pyrkiessäni löytämään hyödyntämättömän kultakaivoksen sisältöideoista 4D-tulostamisesta, käytän monia työkaluja kuunnellakseni automaattisen täydennytyksen tietoja hakukoneista, kuten Googlesta, ja sitten nopeasti kampittaa kaikki hyödylliset lauseet ja kysymykset, ihmiset kysyvät avainsanan 4D Printing ympärillä.

Se on ihmisten oivalluksen kultakaivos, voin käyttää luomaan tuoretta, erittäin hyödyllistä sisältöä, tuotteita ja palveluita. Sellaisia ihmisiä, kuten sinä, todella haluavat.

Ihmishaut ovat tärkein ihmisen psyykestä koskaan kerätty aineisto. Siksi tämä kirja on elävä tuote, ja sitä päivitetään jatkuvasti yhä useammalla vastauksella uusiin kysymyksiin 4D-tulostamisesta, joita ihmiset, aivan kuten sinä ja minä, kysyivät tästä uudesta nousevasta teknologiasta ja haluaisivat tietää siitä enemmän.

Tämän kirjan kirjoittamisen lähestymistapana on saada syvempi käsitys siitä, miten ihmiset etsivät 4D-tulostuksen ympärillä, paljastaa kysymyksiä ja kyselyitä, joita en välttämättä ajattelisi päälaellani, ja vastata näihin kysymyksiin erittäin helpoilla ja sulavissa sanoilla ja navigoida kirjaa suoraviivaisesti.

Joten, kun kyse on tämän kirjan kirjoittamisesta, olen varmistanut, että se on mahdollisimman optimoitu ja kohdennettu. Tämä kirjan tarkoitus auttaa ihmisiä ymmärtämään ja kasvattamaan tietämystään 4D-tulostuksesta. Yritän vastata ihmisten kysymyksiin mahdollisimman tarkasti ja osoittaa paljon enemmän.

Se on fantastinen ja kaunis tapa tutkia kysymyksiä ja ongelmia, joita kansalla on, ja vastata niihin suoraan ja lisätä oivallusta, validointia ja luovuutta kirjan sisältöön – jopa myyntipuheita ja ehdotuksia. Kirja paljastaa rikkaita, vähemmän tungosta ja joskus yllättäviä tutkimuskysynnän alueita, joita en muuten tavoittaisi. Ei ole epäilystäkään siitä, että sen odotetaan lisäävän tietämystä potentiaalisten lukijoiden mielistä luettuaan kirjan tällä lähestymistavalla.

Olen soveltanut ainutlaatuista lähestymistapaa tehdäkseen tämän kirjan sisällöstä aina tuoreen. Tämä lähestymistapa riippuu ihmisten mielen kuuntelemisesta hakukuuntelutyökalujen avulla. Tämä lähestymistapa auttoi minua:

Tapaa lukijat tarkalleen missä he ovat, jotta voin luoda relevanttia sisältöä, joka iskee sointuun ja lisää ymmärrystä aiheeseen.

Pidä sormeni tiukasti pulssilla, jotta voin saada päivityksiä, kun ihmiset puhuvat tästä kehittyvästä teknologiasta uusilla tavoilla, ja seurata trendejä ajan myötä.

Kysymysten piilotettujen aarteiden paljastaminen tarvitsee vastauksia nousevasta teknologiasta löytääksesi odottamattomia oivalluksia ja piilotettuja kapeita, jotka lisäävät sisällön merkityksellisyyttä ja antavat sille voitto-edun.

Lakkaa viettämästä aikaa gutfeeliin ja arvaile lukijoiden haluamasta sisällöstä ja täytä kirjan sisältö siihen, mitä ihmiset tarvitsevat, ja hyvästele loputtomat sisältöideat spekulaatioiden perusteella.

Tee vankkoja päätöksiä ja ota vähemmän riskejä saadaksesi eturivin paikat siihen, mitä ihmiset haluavat lukea ja haluavat tietää – reaaliajassa – ja käyttää hakudataa rohkeiden päätösten tekemiseen, mitä aiheita sisällytetään ja mitkä aiheet jätetään pois.

Virtaviivaista sisällöntuotantoani sisältöidean tunnistamiseksi ilman, että sinun on seulottava manuaalisesti yksittäisiä mielipiteitä säästääksesi päiviä ja jopa viikkoja.

On hienoa auttaa ihmisiä lisäämään tietämystään suoraviivaisesti vastaamalla vain heidän kysymyksiinsä.

Mielestäni tämän kirjan kirjoittamisen lähestymistapa on ainutlaatuinen, kun se kokoaa, ja seuraa lukijoiden hakukoneissa esittelemää tärkeää kysymystä.

Tunnustuksia

Kirjan kirjoittaminen on vaikeampaa kuin luulin ja palkitsevampaa kuin osasin kuvitellakaan. Mikään näistä ei olisi ollut mahdollista ilman arvostettujen tutkijoiden tekemää työtä, ja haluan antaa tunnustusta heidän pyrkimyksilleen lisätä kansalaisten tietämystä tästä kehittyvästä teknologiasta.

Omistautuminen

Valaistuneille, jotka näkevät asiat eri tavalla ja haluavat maailman olevan parempi - he eivät pidä vallitsevasta tilanteesta tai nykyisestä valtiosta. Voit olla liikaa eri mieltä heidän kanssaan, ja voit väitellä heidän kanssaan vielä enemmän, mutta et voi sivuuttaa heitä, enkä voi aliarvioida heitä, koska he muuttavat aina asioita... He ajavat ihmisrotua eteenpäin, ja vaikka jotkut saattavat nähdä heidät hulluina tai amatööreina, toiset näkevät neroja ja innovoijia, koska ne, jotka ovat tarpeeksi valaistuneita ajattelemaan, että he voivat muuttaa maailmaa, ovat niitä, jotka tekevät ja johtavat ihmiset valaistukseen.

Epigrafi

Määritelmä: 4-dimensioinen tulostus käyttää samoja tekniikoita 3D-tulostamisessa tietokoneohjelmoimalla materiaalin laskeuman peräkkäisiin kerroksiin kolmiulotteisen kohteen luomiseksi.

Tärkeys: 4D-tulostuksen ilmeisin etu on se, että laskennallisella taituksella tulostimia suuremmat objektit voidaan tulostaa vain yhtenä osana. Koska 4D-tulostettavat objektit voivat muuttaa muotoaan, ne voivat kutistua ja avautua, liian suuret tulostimeen sopivat objektit voidaan pakata 3D-tulostusta varten toissijaiseen muotoonsa.

Materiaalit: 4D-tulostustekniikassa hyödynnetaan materiaaleja, kuten yksimuotoisia muistipolymeerejä, nestekide-elastomereja, komposiittihydrogeeliä, komposiitteja, monimateriaalia ja muuta monitoimimateriaalia niiden termomekaanisten ominaisuuksien ja muiden materiaaliominaisuuksien vuoksi.

Perustaja: Tämän kehittyvän teknologian esi-isä on tietojenkäsittelytieteilijä Skylar Tibbits, Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) itsepalvelulaboratorion perustaja ja toinen johtaja. 4D-tulostuksen alkuperä on aikatekijän käyttöönotossa 3D-tulostukseen.

Tiede: 4D-tulostuksella tarkoitetaan olennaisesti 3D-tulostetuiden esineiden kykyä muuttaa muotoaan ajan myötä joko lämmön tai veden aiheuttamana, kun taas sen palautuvuusnäkökulma antaa sille mahdollisuuden palata alkuperäiseen muotoonsa.

Sisällysluettelo

4D-tulostus

Muut kirjailijan kirjat

Kirjailijan sarja

4D-tulostus

Tekijänoikeus

Bonus

Johdanto

Johdanto

Tunnustuksia

Omistautuminen

Epigrafi

Sisällysluettelo

Luku 1: 4D-tulostus

Luku 2: Neliulotteinen tuote

Luku 3: Responsiivinen arkkitehtuuri

Luku 4: Responsiivinen tietokoneavustettu suunnittelu

Luku 5: 3D-tulostus

Luku 6: 3D-mallinnus

Luku 7: 3D-skannaus

Luku 8: 3D-tulostuksen markkinapaikka

Luku 9: 3D-biotulostus

Luku 10: 3D-elintarvikepainatus

Luku 11: 3D-valmistusmuoto

Luku 12: 3D-tulostusnopeus

Luku 13: 3D-järjestelmät

Epilogi

Tietoja tekijästä

Tulossa pian

Yksityisyyksityiskokeet: Kehittyvät teknologiat kullakin toimialalla

Luku 1: 4D Tulostus

-mittatulostus (4D-tulostus, tunnetaan myös nimellä 4D-biotulostus, aktiivinen origami tai muodonmuutosjärjestelmät) käyttää samoja prosesseja kuin 3D-tulostus kolmiulotteisen kohteen rakentamiseksi tietokoneohjelmoimalla materiaalin laskeuma peräkkäisissä kerroksissa. 4D-tulostuksessa lopullinen 3D-muoto voi kuitenkin muuntautua eri muotoihin vastauksena ulkoisiin ärsykkeisiin, ja 4. Se on siis eräänlainen ohjelmoitava aine, jossa painettu tuote reagoi valmistuksen jälkeen ympäristöolosuhteiden (kosteus, lämpötila, jännite jne.) kanssa ja muuttaa muotoaan vastaavasti.

Tulostustekniikat

Stereolitografia on 3D-tulostusprosessi, joka käyttää fotopolymerointia yhdistääkseen substraattikerrokset polymeeriverkoston muodostamiseksi. Toisin kuin sulatettu laskeumamalli, jossa ekstruded-materiaali kovettuu välittömästi muodostaen kerroksia, 4D-tulostus perustuu pääasiassa stereolitografiaan, jossa ultraviolettivaloa käytetään tyypillisesti pinottujen materiaalien parantamiseen tulostusprosessin jälkeen. Anisotropia on olennainen muunnosten suunnan ja määrän suunnittelussa tietyssä tilanteessa järjestämällä mikromateriaalit siten, että loppupainatus on upottanut suunnan.

Kuituarkkitehtuuri

A picture containing blur Description automatically generated

Tibbits et al. painoi komposiittipolymeerin, joka reagoi veden alla upotessaan.

Suurin osa 4D-tulostustekniikoista on riippuvainen erikokoisen ja materiaalisen laatuisen kuituverkoston avulla. 4D-tulostettavat komponentit voidaan suunnitella sekä makro- että mikroasteikolla. Mikro-mittakaavan suunnittelussa käytetään monimutkaisia molekyyli-/kuitusimulaatioita, jotka likimääräiset kaikkien näytteessä käytettyjen materiaalien aggregoidut materiaaliominaisuudet. Muodonmuutosmuoto ärsykkeen aktivoinnin yhteydessä liittyy suoraan näiden materiaalinrakennuskappaleiden kokoon, muotoon, modulukseen ja yhdistävään kuvioon.

Hydro-reaktiiviset polymeerit/hydrogeelit

MIT:n itsepalvelulaboratorion johtaja Skylar Tibbits teki yhteistyötä Stratasys Materials Groupin kanssa luodakseen komposiittipolymeerin, joka koostui erittäin hydrofiilisistä osista ja ei-aktiivisista, erittäin jäykistä materiaaleista. Näiden kahden eri materiaalin erilliset ominaisuudet mahdollistivat jopa 150 prosentin turvotuksen joillakin painetun ketjun alueilla vedessä, kun taas jäykät elementit loivat rakenteellisia ja kulmarajoituksia muuttuneelle ketjulle. He loivat ketjun, joka muuttui lankarunkokuutioksi veteen upotettuna, ja toisen ketjun, joka kirjoitti MIT veteen upotettuna.

Selluloosakomposiitteja

Thiele et al. tutki selluloosapohjaisen materiaalin mahdollisuutta, joka voisi reagoida kosteuteen. He loivat bilayerkalvon käyttämällä selluloosasteraroyyliestereitä, joiden korvaaminen vaihtelee kummallakin puolella. Toinen ester oli hyvin hydrofiilinen ja substituutioaste 0,3, kun taas toinen oli erittäin hydrofobinen ja substituutioaste 3. Hydrofobinen puoli ahtaasti ja hydrofiilinen puoli laajeni, kun näytettä jäähdytettiin 50 °C:sta 22 °C:seen ja suhteellinen kosteus nousi 5,9 prosentista 35 prosenttiin, jolloin näyte rullasi tiukasti. Lämpötilan ja kosteuden säätöjen kääntäminen johti näytteen uudelleen avaamiseen, mikä osoitti, että prosessi on käännettäissä.

A. Sydney Gladman ym. Oksat, varret, suomut ja kukat vaihtelevat soluseinien sisäinen turgor ja kudoskoostumus vastauksena ulkoisiin ärsykkeisiin, kuten kosteuteen, valoon ja kosketukseen. Käyttämällä tätä mallina tutkijat loivat komposiittihydrogeeliarkkitehtuurin, jossa oli paikallinen anisotrooppinen turvotuskäyttäytyminen, joka muistuttaa perinteisen soluseinän rakennetta. Tulostusprosessin aikana selluloosavärinät muodostavat mikrokuituja, joiden kuvasuhde on korkea (100) ja joustava modulus noin 100 GPa. Rakennetta vastaan nämä mikrokuitut upotetaan pehmeään akryyliamidimatriisiin.

Tämän hydrogeelikomposiitin viskoelastisenmusteen tulostamiseen hyödynnettiin N,N-dimetyyliakryyliamidin, nanoklayn, glukoosioksidaasin, glukoosin ja nanofibrillatoidun   selluloosan vesiliuosta. Kun materiaali kovetetaan ultraviolettisäteilyllä, nanoclay toimii reologisena apuna, joka parantaa nestevirtaa, kun taas glukoosi estää hapen inhibitiota. Tämän musteen avulla tutkijat kehittivät teoreettisen mallin tulostusreitille, joka määrittää selluloosakuitujen suunnan, jossa tulosteen alakerros on yhdensuuntainen x-akselin kanssa ja tulosteen yläkerrosta kierretään vastapäivään kulmassa. Näytteen kaarevuus määräytyy elastisen modulin, turvotussuhteiden sekä kerroksen paksuuden ja bilayerpaksuussuhteiden perusteella. Tämän seurauksena päivitetyt mallit, jotka mittaavat kaltevuuseroja